microsoft power point aula (2) ciclos biogeoquímicos
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Ciclos Ciclos
biogeoqubiogeoquíímicosmicos
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Elementos essenciais aos seres vivos
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Ciclagem de nutrientes
Transporte físico
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Interferência do homem
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Transformações químicas
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É a permuta cíclica de elementos químicos que ocorre entre os seres vivos e o ambiente.
Todos os elementos químicos naturais apresentam um movimento dinâmico nos ecossistemas transitando constantemente entre o meio físico e os organismos.
Tais ciclos envolvem etapas biológicas, físicas e químicas, alternadamente, daí a denominação usada.
Ciclo Biogeoquímico
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Representando fica assim....
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• CICLO DA ÁGUA
• CICLO DO CARBONO
• CICLO DO OXIGÊNIO
• CICLO DO NITROGÊNIO
• CICLO DO FÓSFORO
Os ciclos mais importantes
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Embora a água não seja um elemento químico, e sim uma substância composta de hidrogênio e oxigênio, estudaremos o seu ciclo pelo fato de ela estar intimamente associada a todos os processos metabólicos.
O ciclo da água pode ser considerado sob dois aspectos: o pequeno ciclo, ou ciclo curto, e o grande ciclo, ou ciclo longo.
Ciclo da água
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Pequeno ciclo
No pequeno ciclo, a água dos oceanos, lagos, rios, geleiras e mesmo a embebida no solo sofre
evaporação pela ação do calor ambiental e passa à forma de vapor, dando origem às nuvens. Nas camadas mais altas da atmosfera, o vapor d’água sofre condensação, e a água líquida volta à crosta terrestre na forma de chuva.
Grande ciclo
No grande ciclo, a água é absorvida pelos seres vivos e participa do metabolismo deles, sendo posteriormente devolvida para o ambiente.
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A água ocupa 70% da superfície da Terra. A maior parte, 97%, é salgada. Apenas 3% do total é água doce, e desses apenas 0,01% vai para os rios, ficando disponível para uso. O restante está em geleiras, icebergs e em subsolos muito profundos. Ou seja, o que pode ser potencialmente consumido é uma pequena fração.
Distribuição da água no planeta
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Fluxo no ambiente
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Na natureza, observa-se, diariamente, uma grande evaporação da água a partir dos oceanos, lagos, rios, seres vivos etc.
O vapor d'água eleva-se na atmosfera e, em contato com os ventos frios das grandes alturas, condensa-se em gotinhas, formando as nuvens e neblinas.
As plantas absorvem, por meio de suas raízes, a água infiltrada no solo.
A água é uma das matérias-primas da fotossíntese: seus átomos de hidrogênio irão fazer parte da glicose fabricada, e seus átomos de oxigênio se unem para formar o O2 (gás oxigênio) liberado para a atmosfera.
Na respiração, as plantas degradam as moléculas orgânicas que elas mesmas fabricam para obter energia, liberando gás carbônico e água.
As plantas estão sempre perdendo água por meio da transpiração, principalmente durante o dia, quando seus estômatos estão abertos.
Fenômenos do ciclo da água
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Desequilíbrios do sistema
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Desequilíbrios provocados pelo homem
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O desmatamento e a retirada da cobertura vegetal deixa o solo nu, facilitando a erosão e o assoreamento dos rios, lagos e lagoas.
A erosão do solo deixa-o impróprio para a agricultura e atividades pastoris e o assoreamento dos rios pode provocar enchentes catastróficas.
ASSOREAMENTO - "Entupimento" do corpo d'água, ou seja, fenômeno causado pela deposição de sedimentos minerais (como areia e argila) ou de materiais orgânicos. Com isso, diminui a profundidade do curso d'água e a força da correnteza.
Alterações no ciclo
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Relação entre o ciclo do carbono e oxigênio
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O carbono existente na atmosfera como CO2 entra na composição das moléculas orgânicas dos seres vivos, a partir da fotossíntese.
Sua devolução ocorre pela respiração aeróbica, pela decomposição e pela combustão da matéria orgânica.
Parte do carbono retirado do ar passa a constituir a biomassa dos seres , que poderá ser transferida para um carnívoro. Dessa forma, o carbono fixado pela fotossíntese vai passando de um nível trófico para outro.
Ciclo do carbono
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Fluxo no meio ambiente(Depósitos: 105 mol; fluxos: 105 mol.ano-1)
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Desequilíbrios provocados pelo homem
AUMENTO DA CONCENTRAÇÃO DE CO2
Após a revolução industrial, a emissão de poluentes derivados da queima de combustíveis fósseis têm aumentado surpreendentemente.
Queimadas, que provoca:
• Desertificação e diminuição do banco
genético.
DIMINUIÇÃO DO CONSUMO DE CO2
Pelo petróleo derramado pelos oceanos, que provoca:
•Morte do plancton pela obstrução da passagem da luz;
Pelo desmatamento.
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O dióxido de carbono e o monóxido de carbono ficam concentrados em determinadas regiões da atmosfera formando uma camada que bloqueia a dissipação do calor. Esta camada de poluentes, tão visível nas grandes cidades, funciona como um isolante térmico do planeta Terra. O calor fica retido nas camadas mais baixas da atmosfera trazendo graves problemas ao planeta.
Efeito estufa
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Pesquisadores do meio ambiente já estão prevendo os problemas futuros que poderão atingir nosso planeta caso esta situação persista. Muitos ecossistemas poderão ser atingidos e espécies vegetais e animais poderão ser extintos. Derretimento de geleiras e alagamento de ilhas e regiões litorâneas. Alterações climáticas poderão influenciar negativamente na produção agrícola de vários países, reduzindo a quantidade de alimentos em nosso planeta. A elevação da temperatura dos mares poderia ocasionar o desviode curso de correntes marítimas, ocasionando a extinção de vários animais marinhos e diminuir a quantidade de peixes nos mares.
Consequências do efeito estufa
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Chuva contaminada por poluentes atmosféricos, como os óxidos sulfúricos (de enxofre) e nítricos(de nitrogênio), emitidos por exemplo pelas chaminés das indústrias e escapamentos de automóveis. As gotas contaminadas (pH mais baixo) penetram no solo, envenenando-o, o que causa a morte de florestas. Também contaminam rios, lagos e corroem elementos como mármore, ameaçando patrimônios artísticos e arquitetônicos.
Chuva ácida
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- Transporte coletivo: diminuindo-se o número de carros a quantidade de poluentes também diminui;
- Utilização do metrô: por ser elétrico polui menos do que os carros;
- Utilizar fontes de energia menos poluentes: energia hidrelétrica, energia geotérmica, energia das marés, energia eólica (dos moinhos de vento).
- Purificação dos escapamentos dos veículos: utilizar gasolina sem chumbo e adaptar um conversor catalítico;
- Utilizar combustíveis com baixo teor de enxofre.
Como evitar a chuva ácida e conservar a energia?
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O ozônio é composto de 3 átomos e é chamado O3. Não é muito estável e pode se quebrar em O2 muito facilmente. Há muito ozônio nas camadas altas de nossa atmosfera.
O ozônio possui o tamanho e o formato exatos para absorver a energia do Sol, que pode ser perigosa para nós. O ozônio forma uma camada que absorve alguns tipos de energia do Sol. Essa camada nos protege.
Nos seres humanos, a exposição a longo prazo ao UV-B estáassociada ao risco de dano à visão, à supressão do sistema imunológico e ao desenvolvimento do câncer de pele.
Os animais também sofrem as conseqüências com o aumento do UV-B. Os raios ultravioletas prejudicam os estágios iniciais do desenvolvimento de peixes, camarões, caranguejos e outras formas de vida aquáticas e reduz a produtividade do fitoplâncton, base da cadeia alimentar aquática.
Camada de ozônio
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É a redução da camada de ozônio existente na estratosfera. Essa camada é essencial para a vida no Planeta, pois filtra parte dos raios ultravioleta solares, mortíferos para as células. Entre 1965 e 1985, cientistas mediram uma redução de até 50% em áreas da camada sobre a Antártida, o que ganhou o apelido de "buraco na camada de ozônio". Os principais destruidores do ozônio são o CFC(clorofluorcarbono) e halons. Em 1987, o Protocolo de Montreal deu prazo para reduzir a produção dos CFC. Em 1990, o Protocolo de Londres, previu o banimento desses gases nos países desenvolvidos até o ano 2000.
Buraco na camada de ozônio
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Quando a luz solar de alta energia (1) atinge uma molécula de freonou CFC, ela se quebra e produz um átomo de cloro (2).O átomo de cloro atinge uma molécula de ozônio (3). Isso faz com que o ozônio se transforme em oxigênio comum.O oxigênio (O2) não possui nem o tamanho nem a forma exatos para absorver a radiação solar que é perigosa.
A radiação perigosa é chamada de ultravioleta. Alguma parte dessa radiação nos atinge todos os dias. O grande medo é que mais dessa radiação possa nos atingir.
Como é destruída a camada de ozônio?
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O nitrogênio é indispensável à vida, uma vez que entra na constituição das proteínas e ácidos nucléicos. Admite-se que, no corpo humano, 16% são constituídos por proteínas.
A mais importante fonte de nitrogênio é a atmosfera. Cerca de 78% do ar é formado por nitrogênio livre (N2), mas a maioria dos seres vivos é incapaz de aproveitá-lo no seu metabolismo.
Os únicos seres que fixam o nitrogênio são bactérias, cianobactérias e fungos por apresentarem enzimas apropriadas para essa função.
Ciclo do nitrogênio
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Fluxo no meio ambiente
NH3
amônia
NO3
nitrato
NO2
nitrito
N2 nitrogênio
atmosférico
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O nitrogênio molecular, N2 é um gás biologicamente não-utilizável pela maioria dos seres vivos. Seu ingresso no mundo vivo ocorre graças à atividade dos microrganismos fixadores, as algas azuis e algumas bactérias, que o transformam em amônia.
No processo de nitrificação, outras bactérias transformam a amônia em nitritos e nitratos.
Essas três substâncias são utilizadas pelos vegetais para a elaboração de compostos orgânicos nitrogenados que serão aproveitados pelos animais.
O ciclo fecha-se a partir da atividade de certas espécies de bactérias, que efetuam a denitrificação e devolvem o nitrogênio molecular, N2 para a atmosfera.
Etapas do ciclo do nitrogênio
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O plantio de leguminosas (feijão, por exemplo),a chamada adubação verde, enriquece o solo com compostos nitrogenados, uma vez que nas raízes dessas plantas há nódulos repletos de bactérias fixadoras de nitrogênio.
Outro procedimento agrícola usual é a rotação de culturas, na qual se alterna o plantio de não-leguminosas, que retiram do solo os nutrientes nitrogenados, com leguminosas que devolvem esses nutrientes para o meio.
Importância do ciclo do nitrogênio
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Ciclo do fósforo
Não existem muitos compostos gasosos de fósforo e, portanto, não há passagem de fósforo pela atmosfera.
O composto de fósforo realmente importante para os seres vivos é o íon fosfato (PO4
3-).
A decomposição devolve o fósforo que fazia parte da matéria orgânica ao solo ou à água.
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Aves e morcegos devolvem o fosfato nas fezes – o guano é o mais importante destes organismos. Uma parte do elemento recicla-se localmente entre o solo, as plantas, consumidores e decompositores, em uma escala de tempo relativamente curta.
Outra parte dele é arrastada pelas chuvas para os lagos e mares, onde se incorpora às rochas. Nesse caso, o fósforo só retornará aos ecossistemas quando essas rochas se elevarem em conseqüência de processos geológicos para a superfície.
As plantas obtêm fósforo do ambiente absorvendo os fosfatos dissolvidos na água e no solo. Os animais obtêm fosfatos na água e no alimento.
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Fluxo no meio ambiente(Depósitos: 1012 mol; Fluxos: 1012 mol.ano-1)
![Page 36: Microsoft Power Point Aula (2) Ciclos BiogeoquíMicos](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052602/559a13b31a28aba35f8b474a/html5/thumbnails/36.jpg)
Ciclo do enxofre
As proteínas dependem basicamente do
enxofre. O enxofre é encontrado no solo em
combinações de sais de sulfato, sulfetos e
minérios. Nas proximidades de vulcões, o
enxofre é encontrado na sua forma original,
razão pela qual há muitas unidades de
exploração nestas regiões.
![Page 37: Microsoft Power Point Aula (2) Ciclos BiogeoquíMicos](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052602/559a13b31a28aba35f8b474a/html5/thumbnails/37.jpg)
Etapas do ciclo do enxofre
a) As plantas absorvem compostos contendo enxofre além dos sulfatosb) Na produção de aminoácidos das plantas o hidrogênio substitui o oxigênio na composição dos sulfatos;c) Os seres vivos se alimentam das plantas;
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Etapas do ciclo do enxofre
d) microorganismos decompõe os aminoácidos que contêm enxofre nos restos de animais e plantas, criando sulfeto de hidrogênio;e) o enxofre é extraído do sulfeto por bactérias e microorganismos;f) sulfatos são produzidos pela ação de microorganismos na combinação do enxofre com o oxigênio.
![Page 39: Microsoft Power Point Aula (2) Ciclos BiogeoquíMicos](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022052602/559a13b31a28aba35f8b474a/html5/thumbnails/39.jpg)
Mecanismos de transformação